Effects of environment and genetic backgroung on transposable element activity in Drosophila melanogaster

Tese de mestrado em Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015Os transposões são sequência de ADN repetitivas que se replicam de forma independente e que são capazes de alterar a sua posição dentro do genoma hospedeiro. Estão presentes em todos os eucariotas estudados até à data e em cerca de 80% dos procariotas (Touchon et al. 2007), constituindo uma porção variável dos genomas, desde 1%, como no fungo Fusarium graminearum (Cuomo et al. 2007), até cerca de 85%, como nas espécies de milho Zea mays e Zea luxurians (Tenaillon et al. 2011, SanMiguel et al. 1996). Em humanos, os transposões constituem cerca 50% do genoma (Mills et al. 2007) e em Drosophila melanogaster cerca de 20% (Mukamel et al. 2013, Barr et al. 2014). Os transposões são geralmente classificados de acordo com o seu mecanismo de transposição, ou seja, como se movem dentro do genoma hospedeiro. Wicker et al. (2007) propuseram um sistema de classificação que se tornou consensual e no qual os transposões são divididos em duas classes. A Classe I compreende os retrotransposões, semelhantes a retrovírus e que transpõem através de um intermediário de ARN, são reconvertidos em ADN pela enzima Transcriptase Reversa e são reintegrados novamente no genoma, num mecanismo ao qual se designou transposição de copiar-e-colar. Os membros desta classe dividem-se em duas ordens – os LTRs, que possuem longas repetições terminais (long terminal repeats) e os não-LTRs, que não possuem essas sequências. A Classe II inclui os transposões de ADN, que utilizam um mecanismo de cortar-e-colar, não passando por um intermediário de ARN, e que possuem, na sua maioria, repetições terminais invertidas (TIRs, terminal inverted repeats)(Pray 2008). Quando se movem dentro do genoma, os transposões podem causar mutações que contribuem para a criação de novos variantes genéticos que podem servir de matéria prima para a evolução (Wagner et al. 2005). A transposição pode afetar a regulação de genes fornecendo, por exemplo, promotores novos, locais de splicing e sinais de poliadenilação (Cowley et al. 2013). Há dados que indicam um papel dos transposões na adaptação em populações naturais (González et al. 2008) e de laboratório (Sousa et al. 2013) e na evolução de caracteres novos (Bourque et al. 2008). Apesar de serem uma fonte de variação genética e inovação, a amplificação e mobilização de transposões tem geralmente efeitos prejudiciais ao hospedeiro, ao se inserirem em genes que codificam proteínas, alterando redes de regulação de transcrição e causando quebra de cromossomas e rearranjos genómicos a grande escala (McClintock 1951, Hedges et al. 2007). Para evitar estes efeitos, os organismos evoluíram mecanismos para reprimir e silenciar transposões, como os piARNs na linha germinal (Klattenhoff et al. 2007) e mecanismos epigenéticos como metilação e modificação da cromatina nas células somáticas (Slotkin et al. 2007). Drosophila melanogaster, também conhecida por mosca da fruta ou mosca do vinagre, é um sistema laboratorial modelo para estudos de genética e é também muito usada em investigação na área da biologia evolutiva e do desenvolvimento (Arbuthnoot et al. 2014, Campos et al. 2014, Tiwari et al. 2015). Existem várias ferramentas genéticas disponíveis para este organismo, inclusivamente para o estudo dos transposões que se encontram inseridos no seu genoma. Um desses recursos é o Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel (DGRP) (Mackay et al. 2012, Huang et al. 2014), que consiste num conjunto de cerca de 200 linhas isogénicas completamente sequenciadas, provenientes de uma única população natural. Através de anotação in silico das sequências genómicas, conhece-se a posição e identidade dos transposões inseridos nessas linhas. Apesar dos grandes avanços que têm sido feitos no sentido de caracterizar transposões e de se descobrirem mecanismos que os silenciem e/ou controlem a sua expressão, tanto nas células da linha germinal como em tecidos unicamente somáticos, ainda não se sabe ao certo o que aciona e altera a transposição dos transposões. No entanto, é reconhecido que, como em muitos outros processos biológicos, a ativação destes elementos pode ser afetada por fatores genéticos e ambientais (Capi et al. 2000). A temperatura é um fator ambiental importante que afeta o fitness do organismo a nível de fecundidade, viabilidade e sobrevivência (Allen et al. 2011, Stoks et al. 2011, Ciota et al. 2014). Em plantas, sabe-se que o aumento da temperatura pode levar a um aumento da expressão dos transposões (Grandbastien et al. 2005). Por outro lado, em Drosophila melanogaster, os estudos têm sido inconclusivos, havendo experiências onde o aumento de temperatura afeta e amplifica a expressão dos transposões (Zabanov et al. 1990, Vasilyeva et al. 1999, Bubenshchikova et al. 2002) e outras onde não se vê qualquer efeito (Arnault et al. 1997, Alonso-González et al. 2006, Vázquez et al. 2007). Um outro fator ambiental potencialmente relevante é a presença da bactéria Wolbachia, maternalmente transmitida e presente em muitas espécies de insetos, crustáceos e nematodes filamentosos (Stouthamer et al. 1999). Este simbionte confere resistência a vírus em Drosophila melanogaster (Teixeira et al. 2008, Hedges et al. 2008) e, tendo em conta que muitos transposões possuem características semelhantes às dos vírus (Schaack et al. 2010, Xiong and Eickbush, 1988), é possível que este simbionte confira também alguma proteção contra transposões. Nesta dissertação, utilizámos linhas DGRP para estudar potenciais efeitos do genótipo e dos fatores ambientais acima descritos na atividade dos transposões de Drosophila melanogaster. Focámos o estudo na expressão de transposões nos ovários, pois é na linha germinal que alterações na atividade destes elementos poderão ser herdadas pela geração seguinte e contribuir para a variação genética da população. O nosso primeiro objetivo foi validar as previsões feitas in silico para as linhas do DGRP relativamente à localização e identidade das inserções de transposões. Para isso, sequenciámos várias inserções do painel e confirmámos a posição e identidade para a maioria dessas inserções. Isto nunca tinha sido testado e os nossos resultados conferem alguma robustez às previsões in silico feitas para o painel para que possam ser usadas com maior confiança em estudos futuros. De seguida, procurámos verificar se haveria alguma associação entre a expressão dos transposões e o número de cópias desses elementos, dentro de várias linhas do DGRP, questionando se o número de cópias poderia explicar níveis de expressão. Observámos diferenças evidentes entre genótipos na expressão de alguns mas não todos os transposões. Também observámos que as diferenças entre os genótipos para um mesmo transposão não podiam ser explicadas pelo número de inserções. Finalmente, testámos os efeitos da temperatura e Wolbachia, em várias linhas DGRP, na expressão de transposões e concluímos que ambos os fatores ambientais afetam a expressão destes elementos, embora a forma como são afetados varie de acordo com o transposão e com o genótipo. A temperatura poderá estar a afetar transposões que se encontrem sob o efeito de enhancers ou fatores de transcrição sensíveis a temperatura ou a afetar os mecanismos de repressão dos transposões, como os piARNs. Tal podia ser testado procurando-se enhancers e fatores de transcrição cujas sequências estejam anotadas em bases de dados. Podia-se também sequenciar piARNs de uma linha do DGRP após ter sido sujeita a diferentes condições de temperatura e verificar se quando há efeito da temperatura também há alteração nos piARNs. Não se sabe ainda como é que Wolbachia confere resistência a vírus e, consequentemente, como poderá estar a afetar a expressão dos transposões. Para testar se o efeito de Wolbachia está relacionado com os mecanismos de repressão dos transposões poder-se-iam comparar piARNs de ovários de uma linha infetada com Wolbachia e piRNAs da mesma linha mas na qual Wolbachia fora removida. Tendo em conta que as observações feitas neste estudo foram focadas em ovários, seria também interessante testar tecidos da linha germinal masculina (testículos) e em tecidos unicamente somáticos (como os dos tóraxes) para compreendermos se os efeitos ambientais sobre os transposões são específicos de um tecido ou se é um efeito geral, afetando todo o corpo do organismo. Pensamos que é de esperar o favorecimento de um mecanismo que beneficie a geração de variabilidade genética na descendência, em caso de perturbação ambiental, pois alguns desses variantes genéticos poderão ter melhor capacidade de sobrevivência e reprodução nas novas condições ambientais.Transposable elements (TEs) are repetitive DNA sequences capable of changing their position within the genome, potentially causing mutations (Wagner et al. 2005). They play an important role in the evolution of novel gene regulation (Cowley et al. 2013) and novel traits (Bourque et al. 2008). TE mobilization, however, can also be harmful to the host, by disrupting protein-coding genes, altering transcriptional regulatory networks and causing chromosomal breakage and genomic rearrangements (Hedges et al. 2007). Great advances have been made in characterizing TEs and in finding repression mechanisms to control their activity. However, what triggers and changes the transposition that leads to new insertions in natural populations is still largely unexplored. Still, it is recognized that it can be affected by both genetic and environmental factors (Capi et al. 2000). Drosophila melanogaster is a genetic model vastly used for biological research, including in evolution and developmental biology (Arbuthnoot et al. 2014, Tiwari et al. 2015). There are available genetic tools and information on TEs for this species, including the Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel (DGRP) (Mackay et al. 2012), which contains fully sequenced isogenic lines and in silico predictions about TE insertions. In this study, we used DGRP lines to test the effects of genotype and of environmental perturbations, namely temperature and Wolbachia, on TE expression. We first aimed at validating in silico predictions for TE insertions and identity in DGRPs, by sequencing insertions described in the panel. We confirmed most of the tested sites. We then searched for associations between TE expression and copy number, finding clear effects of genetic background on TE expression, albeit not the same for all TEs. Lastly, we checked for an effect of temperature and Wolbachia on TE expression and found that these factors affect TE expression in a different way for different TEs and genotypes

Calcific uraemic arteriolopathy - A mini-review

Calcific Uraemic Arteriolopathy (CUA) or calciphylaxis, is a thrombotic disorder of skin and subcutaneous tissue which typically presents with painful purpuric nodules that may progress to necrotic ulcers, and is a severe, life-threatening condition. CUA is an uncommon clinical entity that affects mostly haemodialysis (HD) patients. Although the process of vascular calcification was initially thought to be the result of a passive deposition of calcium-phosphate crystals, current knowledge suggests a distinct mechanism, including cellular activity with differentiation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) into chondrocyte as well as osteoblast-like cellular phenotypes and deficiencies in calcification inhibitors. Although multiple studies suggest a potential relationship between warfarin and CUA, larger prospective studies are needed in order to better evaluate this association, and randomised controlled trials are needed to assess the benefit of distinct interventions in this setting. In this article the topic of CUA is reviewed based on a clinical case of a 65-year-old man undergoing haemodialysis, who underwent an aortic valve replacement one year earlier, receiving a mechanical heart valve, and who has been under warfarin therapy since the

Estilos educativos parentais e a sua influência na regulação emocional em adolescentes

O presente estudo averigua a relação entre estilos educativos parentais e a regulação emocional em adolescentes. A amostra foi constituída por 125 adolescentes com idades compreendidas entre os 12 e os 15 anos (M = 13.35, DP = 0.99). A recolha dos dados foi realizada através do contacto com escolas públicas (agrupamentos de escolas) e entidades privadas (centros de explicações), tendo sido utilizado um Questionário Sociodemográfico, o Questionário de Estilos Educativos Parentais revisto e a Escala de Dificuldades na Regulação Emocional versão reduzida. Os resultados da investigação evidenciaram uma diferença na perceção dos estilos educativos parentais do Pai e da Mãe, com valores mais elevados na escala da Mãe. Encontrou-se uma correlação entre os estilos educativos parentais e as dificuldades de regulação emocional. Além disso, a promoção de um clima positivo pela figura paterna mostrou predizer a dificuldade em controlar os impulsos nos adolescentes. Em conclusão, os estilos educativos positivos mostraram contribuir para o desenvolvimento de capacidades de regulação emocional adaptativas em adolescentes.The present study examines the relation between parenting styles and emotional regulation in adolescents. The sample consisted of 125 adolescents aged between 12 and 15 years (Mean = 13.35, SD = 0.99). Data collection was carried out through contact with public schools (groups of schools) and private entities (tutoring centers), using a Sociodemographic Questionnaire, the Parenting Behavior Questionnaire revised and the Difficulties in Emotion Regulation Scale short form. The results of the study showed a difference in the perception of the Father's and Mother's parenting styles, with higher values on the Mother's scale. A correlation was found between parenting styles and difficulties in emotional regulation. Furthermore, the promotion of warmth by the father figure has been shown to predict the difficulty in impulse control in adolescents. In conclusion, positive educational styles have been shown to contribute to the development of adaptive emotional regulation capabilities in adolescents

A importância da música na educação pré-escolar

Relatório de Estágio apresentado para obtenção do grau de Mestre em Ensino Pré-Escolar.O presente trabalho surge no âmbito do Mestrado em Educação Pré-Escolar do Instituto Politécnico de Santarém. Inclui uma primeira parte que retrata as vivências da minha prática de ensino supervisionada em contexto de creche e de pré-escolar. A segunda parte, de natureza mais investigativa, centra-se na importância da música nas primeiras idades e na educação pré-escolar, procurando conhecer, através de questionário, a importância que os educadores atribuem à música no processo de formação das crianças, as suas representações em relação ao que deve ser o trabalho a desenvolver no jardim de infância ao nível da expressão musical e as dificuldades que sentem nesta área.The following work was created within the scope of the Masters Degree in Pre-Scholar Education from the Polytechnic Institute of Santarém. It includes a first part that portrays the experience of my supervised practice in both nursery and pre-scholar context. The second part, of a more investigative character, focuses on the importance of music in early ages and pre-school education while, with resource to questionnaires, it tries to understand the importance that educators attribute to music in the process of tutoring children, their views in relation to what should the developed work regarding musical expression be in Preschool, and what difficulties they experience in this area.N/

Mead production: selection and characterization assays of Saccharomyces cerevisiae

Mead is a traditional alcoholic drink which results from the fermentation of diluted honey. Yeasts used in mead production are, usually, wine Saccharomyces cerevisiae strains. Most of these yeasts are not adapted to the conditions of mead production namely, high sugar levels, low pH values and reduced nitrogen concentrations. The inability of yeast strains to respond and adapt to unfavorable stressful growth conditions, leads to several problems, such as lack of uniformity of the final product, delays and “pouts” fermentations, as well as the production of off-flavors by the yeasts. Therefore, it is necessary to find yeast strains more suitable for mead production

The Perception of Corporate Social Responsibility and Employee Flourishing: Cultural Diversity as an Underlying Mechanism

Corporate social responsibility (CSR) has been a field of interest over the past couple of decades. The challenges posed by rapidly evolving technology and frequently changing market conditions along with well-informed customers, have compelled firms to pay greater attention to their stakeholders and address social, economic, and environmental issues. This heightened focus on CSR reflects a growing perception that success transcends financial gains and encompasses broader benefits to communities and society. Moreover, there is growing recognition of the impact of internal CSR practices, which not only enhance a firm’s reputation, assets, and customer retention but also significantly influence the well-being, engagement, and satisfaction of their workforce. Currently, for some firms, particularly multinational corporations (MNCs), promoting internal CSR practices becomes particularly complex amidst diverse workforces encompassing varied languages and cultures. This study, thus, explores the relationship between perceived CSR practices and workplace outcomes, including the mediating role of cultural diversity. Based on data collected from 211 employees in 19 different countries, the results reveal that perceived CSR effects on employee well-being, satisfaction, and engagement are driven by diversified cultural settings. Accordingly, these findings reinforce the urgency to delve deeper into the implications of cultural diversity within CSR frameworks.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

The effect of climatic conditions on occupants’ thermal comfort in naturally ventilated nursing homes

Climatic conditions influence thermal comfort. However, the effect of climatic conditions on occupants’ thermal comfort in naturally ventilated nursing homes has not been analysed. This paper reports on a study to analyse the climate influence on the thermal perceptions of residents (elderly people) and non-residents (caregivers and therapists) from 18 nursing homes in three climatic zones: Csa-m (Mediterranean climate); Csa-c (continental Mediterranean climate) and Csb (oceanic Mediterranean climate). A mixed methodology was used including environmental measurements and on-site surveys during naturally ventilated seasons. A total of 2690 surveys were collected: 550 in Csb climate nursing homes, 1252 in Csa-m and 888 in Csa-c. The results highlighted that nursing homes’ occupants (elderly people and other adults) from the different climates perceived thermal comfort differently within naturally ventilated conditions. Outdoor temperature and outdoor humidity were found to influence indoor thermal sensation in the climates. Therefore, outdoor relative humidity should be considered when thermal comfort standards are developed, or thermal comfort is analysed. Neutral temperature for elderly people was found to be dependent on climate. These findings carry significant implications for regulatory bodies to develop guidelines for the design and operation of nursing homes in different climates.This research was funded by: International Center on Aging (CENIE), the General Foundation of the University of Salamanca (FGUSAL) and the Programa de Cooperación Interreg V-A España – Portugal (POCTEP) 2014–2020; FEDER funds under project reference 6/2018_CIE_6 and the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness under R&D project Thecoelen, reference no. PID2019-106777RB-C21.Peer ReviewedPostprint (published version

Effect of different drying temperatures on the moisture, content of phytochemical constituents and technological properties of Peniche coast seaweeds

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The morphological impact of municipal planning instruments on urban agriculture

With the growth of urban population, humanity faces new challenges concerning urban food provision. Urban planning is paramount to guarantee a sustainable functioning of the several systems which operate within the urban realm, including the food system. However, while it is widely acknowledged that urban planning would benefit from the integration of urban agriculture, which operates at the production stage of the food system, it is less clear what are the morphological impacts of planning instruments on urban space, in terms of urban agriculture. This paper tries to address this gap, while focusing on one particular area of Portugal, Lisbon and its surrounding territory (Lisbon’s Greater Area). The proposed methodological approach aims to trace the perception of urban agriculture by municipal planning instruments (Municipal Master Plans) and identify their impact in contemporary urban agriculture solutions. It concludes that current planning regulations in Lisbon’s Greater Area are specifically focused on morphological solutions that give preference to urban agriculture uses related to leisure and aesthetic solutions, in determinant of design solutions that tackle economic growth or ecological diversity